ماذا تعرف عن gps
المهند س صبحي ناصر
GPS
أجهزة قياس حديثة على الإنسان وتعزيز قدرته لتحديد إحداثيات موقعه و اتجاه سفره بشكل أفضل ظهرت الأجهزة الإلكترونية مثل Loran وDecca التي تستعمل الأمواج الكهرومغناطيسية.
وهذه الأجهزة لها نقاط ضعف باستخدامها المقتصر على الأعمال البحرية ذات المجال المحدود و تأثر دقة قياسها بالعوامل الجوية والطبوغرافية المحيطة بالشواطئ المؤثرة على الترددات والإشارات الكهرومغناطيسية.
في عام 1967استخدام نظام العبور الملاحي (TRANSIT)المكون من أقمار صناعية قليلة العدد موضوعة على مدارات منخفضة جدا وكانت عملية القياس بواسطة هذا النظام تتم وفق نظرية (Doppler ) ، وعليه فان أية حركة بسيطة تحدث في أجهزة الاستقبال الأرضية تؤثر بشكل واضح على الدقة لكونها تعتمد الترددات المنخفضة.
مع تطور أجهزة الاتصال في مجال الملاحة وتقنية المعلومات ظهر نظام التعيين ألإحداثي الكروي العالمي(NAVSTAR) أو ما يعرف بنظام GPS Global Positioning) System ) ويستخدم هذا النظام الإشارات اللاسلكية المرسلة من أقماره الصناعية لتحديد مواقع النقاط المطلوب رصدها في أي مكان على سطح الأرض.
والملفت للنظر إن هذه الأقمار تستخدم ساعات ذرية (وتعني هذه الدقة المتناهية ) لتكون دوائر زمنيه أثناء مسار القمر في مداره حول الأرض نتيجة لتولد دوائر زمنيه تتضاعف كلما تحرك القمر ثم تتحول إلى ترددات كهرومغناطيسية على شكل موجه حامله + موجه محمولة ) وهذه هي التي يتم استقبالها من قبل المستخدمين لتعين أي موقع على سطح الأرض محدد بخط الطول وخط العرض وأحيانا الارتفاع مع توفر أمكانية تحديد التوقيت العالمي للمنطقة UTC
وخلال حرب 1991تعرضت القوى المتحالفة ضد العراق إلى قذائف نيران عراقيةمؤثرة كان مصدرها قوات في الصحراء ، مما أدى إلى تزايد عدد قتلى قوات التحالف، فما كان من وزارة الدفاع الأمريكية إلا أن طلبت من قادتها الميدانيين وقوات التحالف الأخرى استخدام أجهزة GPS
؛ وذلك لتفادي الوقوع في تلك الأخطاء الفادحة الناتجة عن الجهل بالمواقع، وتحديد الأهداف.
بدأ استخدام هذا النظام للأغراض العسكرية أولا خلال حقبة الحرب الباردة مع الاتحاد السوفيتي لأغراض التفوق العسكري ، إلا أنه تطور، وانتشر في العديد من المجالات بعد ذلك نظرًا لأهميته ودقته البالغة ، ففي المجال العسكري تستخدم الطائرات المقاتلة وقاذفات القنابل هذا النظام لتحديد أهدافها ، كما ويعتبر عنصرا أساسيا في وحدات توجيه الصواريخ بعيدة المدى، والقنابل الذكية، والغواصات، والسفن الحربية، والدبابات، ، والمشاة كذلك يحدد مصادر النيران، ومواقع العدو، وموقع من يستخدمه.
يعمل نظام تحديد الموقع العالمي على مدار اليوم ويغطي أي نقطة على سطح الأرض وتحت مختلف الظروف الجوية والبحرية حيث تحيط بالكرة الأرض وتدور حولها أقمار صناعية متخصصة محسوبة المدارات بشكل تكاملي ( 24 قمرا موزعة على ستة مدارات لكل مدار أربعة أقمار عاملة وأخرى احتياطية ) تحلق على ارتفاع (10800 كم) وتنقل إلى الأرض بشكل فائق الدقة معلومات الموقع المشفرة التي تحلل رقميا في جهاز الاستقبال الكتروني الذي يعتمد مقاييس ودوائر زمنية افتراضية لتحديد خطوط الطول والعرض والمسافة والزمن والارتفاع وما يتعلق بها من عمليات الملاحة وتحديد خط السير.....الخ..
ومع أن النظام الأمريكي هو الأول عالميا والمكتمل الخدمات إلا أن استخدامه بالنسبة لغير الأمريكان يقارن بنسبة خطأ كبيرة تصل إلى 100 متر تقريبا، وتقل هذه النسبة في استخدامات الجيش الأمريكي إلى 5 متر تقريبا فما السر في هذا الفارق الشاسع ؟؟ ولماذا ؟؟
إن إرسال إشارات تحديد المواقع تكون على مستويين هما: PPS,SPS
و الغاية هي تقييد الاستفادة أو ما يسمى (التوفر الانتقائي ) ( Selective Availability) يستخدم لغرض تخفيض درجة الزمن المقاس بالزمن العالمي ( ( UTCوالبيانات الفلكية (المدارية) الواردة من القمر الصناعي.
|
النمط المتطور